10.2.3. Свойства и методы получения дкм на основе хрома

Обладая рядом таких ценных свойств, как высокая температура плавления (2158К), низкая плотность (7,2 10³ кг/м³), высокий модуль упругости (ЗООГПа) и повышенная жаростойкость, хром и его сплавы

имеют весьма существенный недостаток, ограничивающий их примене­ние в промышленности, - низкотемпературную хрупкость, особенно в рe кристаллизованном состоянии. Повышенная хрупкость обусловлена наличием в металле примесей внедрения (азот. углерод, кислород, водо­род и др.). Дисперсное упрочнение способствует повышению жаро­прочности, длительной прочности и снижению температуры вязко-хрупкого перехода хрома за счет рафинирующего действия на матрицу дисперсных частиц и более полной релаксации напряжений под нагрузкой. Эффективными упрочнителями являются тугоплавкие оксиды, поскольку растворимость кислорода в хроме очень мала. Преимуществен­но используют оксиды магния и тория. Оксид магния взаимодействует с оксидом хрома с образованием шпинели MgCr₂О₄ активно поглощает азот, удаляя эти примеси из хромовой матрицы. Кроме того, для упроч­нения хрома используют оксиды Zr0₂, HfO₂, La₃О₂;, а также нитриды, Карбиды, бориды титана, циркония, тантала и других тугоплавких ме­таллов. При введении оксидов в хром достигается не столько повыше­ние жаропрочности, сколько снижение порога хладноломкости. При легировании хрома активными нитридо-, карбидо и борообразователями (Ti, Та, No, Zr и др.) происходит выделение дисперсных частиц туго­плавких соединений. При этом существенно снижается сегрегация примесей внедрения на границах зерен.

10.2.4. Свойства и методы получения дкм на основе молибдена

При дисперсном упрочнении молибдена удается достичь значительного повышения жаропрочности и длительной прочности. В каче­стве упрочнителей используют карбиды, нитриды и оксиды, так как растворимость кислорода, азота и углерода в молибдене очень мала.. Степень упрочнения от введения карбидов в молибден возрастает в ряду

I'lC, NbC, ZrC, HfC.

Повышение температурных пределов применения ДКМ на основе Мо, достигается за счет введения стабильных дисперсных фаз (ZrC, TiC, TiN и др.) в сочетании с твердорастворным упрочнением. ДКМ полу­чают методами дуговой или плазменно-дуговой плавки. Добавки уп­рочняющих оксидов (Zr0₂, ТЮз и др.) вводят в молибден методами механического смешивания, химического осаждения и внутреннего окислениния. Установлено, что дисперсные частицы Zr0₂> введенные методом химического осаждения в активный порошок молибдена, оказывают значительное антирекристаллизационное влияние при спекании.

Предложен метод получения смесей Мо - оксид путем селектив­ного восстановления гелеобразных совместно осажденных гидроксидов металлов основной и упрочняющей фаз. Температура спекания таких систем на 400-450К ниже, чем для стандартных порошков молибдена.

10.2.5. Свойства и методы получения дкм на основе вольфрама

Вольфрам представляет большой интерес для техники, как основа конструкционных материалов, работающих при температурах выше 2273К. Дисперсное упрочнение может быть осуществлено карбидами, нитридами и оксидами. Присутствие дисперсных частиц стабилизирует структуру, повышает температуру начала рекристаллизации вольфрама и обеспечивает высокие механические свойства. Наиболее эффективно повышают прочностные свойства вольфрама дисперсные карбиды. Уп­рочнение карбидами применяют в сочетании с твердорастворным упрочне­нием за счет легирования рением, ниобием, танталом, молибденом.

Широкое распространение получили вольфрамовые ДКМ с окси­дами, в частности, с оксидами тория и алюмо-кремнещелочными при­садками. В связи с радиоактивностью тория ведутся работы по его за­мене на оксиды гафния, циркония и редкоземельных элементов. Вольф­рамовые ДКМ получают методами механического и химического сме­шивания. При введении оксидов в твердые растворы вольфрама с рени­ем повышаются прочностные характеристики ДКМ при комнатной и умеренных температурах и растет пластичность. Присутствие в вольфраме оксидов (Th0₂, MgO, А1г0з) положительно влияет на его жаропрочность.